Question

【題目】用廢Ni--MH電池正極材料可制備電子級硫酸鎳晶體，其工藝流程如下圖所示:

回答下列問題:

(1)廢Ni-NH電池正極材料硫酸浸出液中的成分濃度如下表所示:

成分	Ni2+	Fe2+	Cu2+	Ca2+	Mg2+	Mn2+	H+	SO42-
濃度(mol/L)	c	0.013	0.0007	0.0013	0.0030	0.004	0.01	1.8

溶液中c(Ni2+)=_____mol/L(結果保留四位有效數字)。

(2)在“濾液1”中加入雙氧水可將Fe2+轉化為難溶的針鐵礦(FeOOH),寫出反應的離子方程式:___________。

(3)“濾液2”中加入NaF可將濾液中Ca2+、Mg2+轉化為難溶的CaF2和MgF2。當加入過量NaF后，所得“濾液3”中c(Mg2+):c(Ca2+)=0.67，則MgF2的溶度積為______[已知Ksp(CaF2)=1.10×10-10]。

(4)“除錳”時，(NH4)2S2O8與“濾液3”中的MnSO4反應生成含錳化合物R、硫酸銨及硫酸，若氧化劑與還原劑物質的量之比為1:1，則R的化學式為_____。(填字母)

a.MnO2 b.Mn2O3 c.(NH4)2MnO4 d.Mn(OH)3

(5)“除鋅”時，Zn2+與有機萃取劑(用HA表示)形成易溶于萃取劑的絡合物ZnA2·2HA。

①試寫出萃取時反應的離子方程式______________。

②“除鋅”時、鋅的萃取率隨料液pH變化如右圖所示：試分析pH增大時，鋅的萃取率有所增大的原因是_____________________。

③“操作X”的名稱是________________。

Answer 1

【答案】 1.773 2Fe2++H2O2+2H2O=2FeOOH↓+4H+ 7.37×10-11 a Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+ 料液的pH增大,使料液中的c(H+)減小,促使Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+向右進行，鋅的萃取率增大 分液

【解析】（1）根據電荷守恒，2c(Ni2+)+0013 mol/L×2+0.0007 mol/L×2+0.0013 mol/L×2+0.0030 mol/L×2+0.004 mol/L×2+0.01 mol/L×1=1.8 mol/L×2，解得c(Ni2+)=1.773 mol/L，故答案為：1.773；

(2)在“濾液1”中加入雙氧水可將Fe2+轉化為難溶的針鐵礦(FeOOH)，反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H2O=2FeOOH↓+4H+，故答案為：2Fe2++H2O2+2H2O=2FeOOH↓+4H+；

(3) “濾液3”中c(Mg2+):c(Ca2+)=0.67，因此====0.67，因此Ksp(MgF2)= 7.37×10-11，故答案為：7.37×10-11；

（4）設該反應中錳元素的化合價變化為+2價→+x價，失電子化合價升高，錳離子作還原劑；氧元素的化合價不變，所以S元素得電子化合價降低，S2O82-作氧化劑，S元素化合價變化為+7價→+6價，若氧化劑與還原劑物質的量之比為1:1，即（7-6）×2：（x-2）=1:1，解得x=4，只有a中MnO2中Mn元素的化合價為+4價，故選a；

（5）①“除鋅”時，Zn2+與有機萃取劑(用HA表示)形成易溶于萃取劑的絡合物ZnA2·2HA，反應的離子方程式為Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+，故答案為：Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+；

②根據圖像，料液的pH增大，使料液中的c(H+)減小,促使Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+向右進行，鋅的萃取率增大，故答案為：料液的pH增大，使料液中的c(H+)減小,促使Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+向右進行，鋅的萃取率增大；

③根據流程圖，Zn2+與有機萃取劑(用HA表示)形成易溶于萃取劑的絡合物ZnA2·2HA ，“操作X”為萃取后的分液，故答案為：分液。